informe cond.viviendas sustentables(2009)
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DISEÑO Y EVALUACIÓN DE VIVIENDAS SUTENTABLES
LALINE CENCI – HECTOR MONTOYA – PAULINA WEGERTSEDER – DICIEMBRE 2009
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LINARES – ANTECEDENTES CLIMA
La ciudad de Linares se ubica en la zona central de Chile, específicamente en la
Región del Maule entre los 35°51’’ de latitud sur y 71°36’’ de longitud oeste. Presenta
un clima templado cálido con estación seca de 4 a 5 meses. En esta ciudad las
precipitaciones son casi exclusivamente de origen frontal y más abundante en
invierno.
Entre octubre y marzo ocurre la estación seca, en que llueve menos de 40 mm.
mensuales, en tanto los montos anuales de precipitación superan los 1.000 mm.
La temperatura y la radiación solar en el verano son intensas, alcanzando los 31.5°C,
especialmente en enero y febrero. En invierno en cambio las temperaturas son muy
bajas llegando a los -2.2°C en los meses de junio y agosto. Es así como la diferencia
térmica entre el mes más cálido y el mes más frio es de 14°C.
Posee una insolación intensa en verano, alcanzo lo 575 cal/cm2 día, lo que es
considerado como fuerte.
Temperaturas mínimas Temperaturas máximas
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ANTECEDENTES CLIMA
Este gráfico muestra la necesidad de aire acondicionado
y calefacción parea alcanzar confort en esta ciudad. Se
observa que a medida que la línea azul, es decir los
grados de energía solar, se necesita mayor calefacción
(línea celeste) y todo lo contrario de aire acondicionado
(línea amarilla). Por lo tanto se puede concluir que en
verano, cuando los grados de energía solar aumenten, no
se necesitará calefacción y si un modo de enfriamiento.
Con respecto a los vientos en la ciudad de Linares
podemos definir que en verano las máximas velocidades
de viento provienen desde el Sur - Oeste, en tanto durante
el invierno será desde el Norte y el Sur.
Las velocidades máximas alcanzadas en verano son de 25
km/hr en las tardes. Esto será provechoso para fomentar
la ventilación cruzada en la vivienda.
VIENTOS INVIERNO VIENTOS PRIMAVERA
VIENTOS VERANO VIENTOS OTOÑO Vientos en relación a su velocidad
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ARQUITECTURA VERNÁCULA
En la Región del Maule la arquitectura vernácula responde
al diseño típico de la vivienda urbana colonial de origen
hispano. Los recintos se organizan en torno a un patio
interior y con un corredor techado hacia la fachada
principal.
Las viviendas acostumbraban a ser de materiales como
piedra o adobe, de gran espesor. Para la techumbre se
usaba madera con cubierta de teja de arcilla.
Comúnmente al patio se podía acceder desde la calle a
través del zaguán, como se muestra en el esquema:
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PRESENTACIÓN DEL LUGAR
El lugar escogido se encuentra en el límite entre el sector
urbano y rural de Linares, específicamente en la calle
Yungay.
La superficie del terreno es de 4.838 m². En su cara frontal
se encuentran viviendas de baja altura, máximo dos
niveles. En su lado posterior existen terrenos vacios con
vegetación y sembrados.
En los costados existen dos referentes de arquitectura
vernácula, con grandes patios y adobe como materialidad.
La explanada que posee hacia el Norte – oeste, se
aprovechará para recibir mayor radiación solar en el
invierno, al tener este un ángulo más bajo. Esta misma
ayudará a encauzar los vientos provenientes del Sur –
Oeste, e ingresarlos en las viviendas para poder provocar
la ventilación cruzada. Además la vegetación que existe en
este lugar ayudará a mitigar el calor.
Referencia edificio vernacular Referencia manzana urbana
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PROPUESTA DEL MODELO
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EMPLAZAMIENTO
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ASOLEAMIENTO DE LA VIVIENDA
09.00 HRS. 12.00 HRS. 17.00 HRS
EQ
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ZONIFICACIÓN DE LA VIVIENDA
Planta Primer Nivel esc 1:100
Zonas Secas:
Dormitorio, estar y comedor. Espacios con fachada hacia el norte, con mayor incidencia solar. Zona de Captación Solar: Invernadero de doble altura. Capta de forma eficiente la energía solar y sirve térmicamente a espacios adyacentes. Zona Húmeda: Baños, cocina, bodega y lavandería. Espacio con poca radiación solar directa. Zona de Refrigeración: Patio y terraza Sur. Espacio sombrío utilizado como patio de verano. Encausa el viento sur – oeste.
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ZONIFICACIÓN DE LA VIVIENDA
Zonas Secas:
Dormitorios y estar familiar. Espacios con mayor incidencia solar. Zona de Captación Solar: Invernadero de doble altura. Capta de forma eficiente la energía solar y sirve térmicamente a espacios adyacentes. Zona Húmeda: Baño. Espacio con poca radiación solar directa. Zona de Refrigeración: Terraza Sur. Espacio sombrío utilizado como patio de verano. Encausa el viento sur – oeste.
Planta Primer Nivel esc 1:100
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ESTRATEGÍAS BIOCLIMÁTICAS EN VERANO
Este viento predominante formará una ventilación pasiva o ventilación cruzada, desde una zona de alta presión (sotavento) hacia
una zona de baja presión (barlovento). El estar, con doble altura, será el espacio donde se genera la transición de los vientos de alta
presión hacia el invernadero (en verano ventilado y sombreado).
Durante el verano, Linares alcanza su
temperatura máxima durante Enero: 31.5°C. Es por
esto que el principal objetivo dentro de la vivienda
es poder enfriar los espacios interiores, para
alcanzar un confort térmico.
Como primera estrategia se propone un PATIO
SUR como alternativa al patio propuesto hacia el
norte.
El patio sur es un espacio que se encuentra
permanentemente sombrío por la vivienda, factor
que disminuye la temperatura y por ende la del
viento que ingresa a la vivienda. En este sector se
usará césped, el cual se mantendrá húmedo, para
bajar la temperatura del entorno, generando
evaporación.
El corredor sur ayuda a encauzar el viento
proveniente del sur – oeste, generando un efecto
“embudo”. Esto además de responder al corredor
típico de la arquitectura vernacular.
Planta Primer Nivel esc 1:100
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ESTRATEGÍAS BIOCLIMÁTICAS EN VERANO
Como método de diseño se proponen ventanales
junto a la puerta principal que permitan la extensión
de la sala de estar hacia el sur, además de
aumentar la superficie por donde entra el viento.
Se repite la estrategia del corredor y ventanales en
el segundo nivel.
La mayor parte de la envolvente está hecha en
base a muros de tapial, el cual posee gran masa
térmica, manteniendo una temperatura sin
variaciones bruscas, relativamente estable frente a
condiciones externas.
La masa térmica en el verano almacena el calor de
la vivienda durante el día, manteniendo frescos los
espacios, para luego liberarla en la noche.
En el primer nivel no existen obstáculos entre las
fachadas opuestas que proporcionan la ventilación
cruzada. Se proponen paneles móviles facilitar el
paso del viento. Y en el segundo nivel no hay
obstáculos, solo una baranda que no supera los 90
cm de alto. Planta Segundo Nivel
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ESTRATEGÍAS BIOCLIMÁTICAS EN VERANO
En relación a la ventilación cruzada propuesta, se le
suma la estrategia del uso de una chimenea solar.
Para lograr este efecto se propone un espacio de más
altura en el estar y escalera, donde de forma pasiva,
se caliente el aire al interior mediante energía solar.
Esto permite una corriente de aire ascendente en la
chimenea: el aire caliente sube y el aire frío baja.
La ventilación hacia el techo es importante, por lo que
se propone aberturas cenitales en el espacio de
chimenea solar.
En el espacio invernadero se proponen dos tipos de
ventanas. Primero una de mayor tamaño en la parte
inferior, la cual permite la ventilación cruzada evitando
el sobrecalentamiento, además de extender el estar
hacia el exterior. Luego una menor en lo alto del
invernadero, haciendo que el aire caliente sea
eliminado, empujado también por el aire frio que hace
ingreso al espacio.
En este espacio invernadero, además, se propone un
sistema de celosías móviles, las cual al no ser usadas
se esconderán enrolladas en la techumbre. Estas
ayudarán a proporcionar un espacio sombrío, para
evitar el sobrecalentamiento en el invernadero y por
ende al interior de la vivienda.
Ventilación cruzada y por succión
Protección persianas móviles
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ESTRATEGÍAS BIOCLIMÁTICAS EN INVIERNO
Planta Segundo Nivel
El invierno en Linares es frío llegando a los -2.2°C,
por lo que se propone aprovechar al máximo la
ganancia solar.
Se plantea un espacio donde ocurra un efecto
invernadero, con un gran cerramiento vidriado, que
captara la energía solar de forma directa, para
transformarla en calor de forma indirecta a los
espacios interiores, tales como el estar, comedor y
dormitorios. Este cerramiento vidriado tiene una
inclinación de 23°, el cual permite poder captar más
radiación solar que un cerramiento en 90°.
El muro que une los espacios que se quieren
calentar con el invernadero, tienen como
materialidad la piedra. Esta última posee gran masa
térmica, la cual logra almacenar el calor
proporcionado por el espacio invernadero, y
entregarlo al espacio más frio.
Se hará uso de muros gruesos en base a tapial
para el perímetro de la vivienda, logrando tener
más masa térmica, la cual permitirá almacenar el
calor solar durante el día para liberarlo en la noche.
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ESTRATEGÍAS BIOCLIMÁTICAS EN INVIERNO
En el segundo nivel se hace uso también del espacio
invernadero para poder obtener calor de forma
indirecta, y de la misma masa térmica usada en el
primer nivel.
Los dormitorios secundarios de este nivel, poseen
una extensión en su suelo: el balcón, el cual puede
captar mayor radiación solar y ayudar en el
calentamiento del espacio interior.
Planta Segundo Nivel
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Detalle Cubierta Verde esc 1:5
DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LA ENVOLVENTE
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Detalle Piso invernadero / estar esc 1:5
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Detalle Acumulación Aguas Lluvias / estar esc 1:5
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Deta
lle M
uro
Tap
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íbrido e
sc 1
:5
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Corte estructura techumbre - techumbre esc 1:50
Detalle encuentro cerramiento de invernadero - techumbre esc 1:5
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DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LA ENVOLVENTE
Techos verdes
El techo verde es una estrategia utilizada en la
vivienda por diferentes razones, como:
- Mejora la calidad del aire y reduce los niveles
de CO2.
- Provee de habitar para pájaros e insectos.
- Mejora el nivel de humedad
- Reduce las expansiones de techos en
concreto armado
- Disminuye los costos de refrigeración en
verano
- -Disminuye el efecto de isla de calor
- Absorben una parte importante de las aguas
de lluvia, controlando el escurrimiento
superficial de éstas.
Se hace referencia a una Ruca Mapuche, donde la
techumbre y paredes presentan un tipo de tejidos de
fibras vegetales de mucha resistencia a las
condiciones húmedas, y en el caso de un día de
calor, proporciona un ambiente fresco.
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DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LA ENVOLVENTE
Muro Tapial híbrido
Los muros en base a tapial gozan de un gran poder
aislante, motivo por el cual se decide utilizar este
material para los muros perimetrales de la vivienda.
Tiene gran capacidad de almacenar el calor y cederlo
posteriormente. De esta forma atenúa los cambios de
temperatura externos, generando un ambiente
interior agradable.
El tapial está hecho con tierra arcillosa, pero en esta
vivienda se plantea agregarle paja, cemento y papel
molido, denominando al muro como: tapial hibrido.
Para la construcción de este muro se usan Moldajes
en base a madera, la cual se usará luego como
revestimiento en el interior de la vivienda, haciendo
uso eficiente del material, mediante el reciclaje.
La tierra es un material inocuo, no contiene
sustancias tóxicas, al porvenir de un suelo libre de
contaminación. Esta se extraerá del mismo terreno,
haciendo más sustentable su construcción.
La construcción con tierra cruda es sencilla y con
poco gasto energético, no requiere un gran
transporte de materiales o una cocción a alta
temperatura. Es por ello que se considera un material
de muy baja energía incorporada.
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
Se considera desde la concepción de la propuesta el
análisis de la arquitectura vernácula de la ciudad de
Linares, en donde tanto la materialidad como el diseño de
los espacios de la vivienda, cumplen funciones
fundamentales en las estrategias de diseño sustentable.
De las seis partida del proyecto en relación a pauta Leed
tenemos:
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Materiales y Recursos 13
Y Prereq 1 Recolección y Separación de Desechos Reciclables Obligatorio
Credit 1.1 Reutilización del Edificio, Mantener 75% o 95% de los muros, pisos y techumbres existentes. 1
Credit 1.2 Reutilización del Edificio, Mantener 100% de los muros, pisos y techumbres existentes 1
Credit 1.3 Reutilización del Edificio, Mantener 50% de los elementos interiores no estructurales 1
Credit 2.1 Manejo de Desechos de Construcción, Desviar 50% de los desechos del destino vertedero 1
Credit 2.2 Manejo de Desechos de Construcción,Desviar 75% de los desechos de construcción de los vertederos 1
Credit 3.1 Reutilización de Materiales, 5% 1
Credit 3.2 Reutilización de Materiales,10% 1
1 Credit 4.1 Contenido Reciclado 10% (post-consumo+ ½ pre-consumo) 1
1 Credit 4.2 Contenido Reciclado , 20% (post-consumo+ ½ preconsumo) 1
1 Credit 5.1 Materiales Regionales, 10% Extracted, Processed & Manufactured Regionally 1
1 Credit 5.2 Materiales Regionales, 20% Extracted, Processed & Manufactured Regionally 1
1 Credit 6 Materiales Rapidamente Renovables 1
1 Credit 7 Madera Certificada 1
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
1.-MATERIALES REGIONALES 20%
Con respecto a este punto se observa de la arquitectura
Colonial el uso del adobe como material predominante de la
arquitectura del lugar, distinguimos sus ventajas térmicas en
base a su masa y desventajas de aislación térmica en
invierno.
1.1.-Muro Tapial:
Consideramos la tierra como elemento principal y optamos por
generar nuestros muros perimetrales en base a Tapiales que
nos permitía mayor ductibilidad. Se investiga la posibilidad de
mezclar a la arcilla y paja con cemento y papel de diario
molido. El primero apuntando a mejorar la resistencia del muro
y el segundo a mejorar su capacidad térmica.
1.2.- Piedras locales:
En la construcción del basamento del Muro Tapial
consideramos la piedra local como materia prima.
Para la construcción del Muro que contiene el espacio
invernadero de nuestro proyecto Utilizamos piedra laja o
piedra pizarra, como revestimiento, traída del sector costero
en la provincia de Cauquenes distanciado a 170 km. de
Linares.
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
1.3.- Madera
Utilizamos el Hualle local para la construcción de nuestras
Vigas reticuladas, Marcos de puertas, puertas interiores y
exteriores. Este material será reciclado de la demolición de
viviendas coloniales en el centro urbano de Linares.
1.4.- Pisos:
Piso Batuco:
En revestimientos de pisos se utiliza el Piso Batuco de
Arcilla Cocida producto abundante en esta zona en la
salida norte de Linares en el sector denominado “Las
obras” a 4 km. de distancia de la ubicación de nuestro
proyecto. Se contempló en los espacios de primer nivel
como estar, cocina, comedor, dormitorios, baños, corredor
exterior, servicios.
Piso Invernadero:
Se considera revestir este piso con Piedra laja o pizarra de
la zona costera de Cauquenes al igual que los muros de
este recinto.
Piso segundo Nivel:
Se considera el piso de Coihue reciclado de viviendas
antiguas en demolición.
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
2.- REUTILIZACION DE MATERIALES 10 %
Actualmente en la ciudad de Linares se está presentando
una renovación del casco histórico de la ciudad, este casco
histórico se extiende desde el centro hacia los límites
originales de la ciudad. Debido a la escasa o nula
posibilidad de encontrar terrenos sin construcciones en el
área comercial de la ciudad han ido en aumento la
demolición de viviendas coloniales ante lo cual
consideraremos la Reutilización de Vigas de Hualle o roble
apellinado, pisos de coihue, marcos y puertas de roble,
postigos para ventanas, tejas molidas en espacios
exteriores para disminuir la cantidad de áreas verdes a
mantener en el espacio público de nuestro conjunto.
2.1.- Viga Reticulada Curvada en tramos:
Al igual como antiguamente se utilizaban tramos rectos de
madera para construir Molinos de agua, consideramos los
tramos de madera de Hualle , Pellín o Roble que se
puedan reciclar de las construcciones en demolición.
De esta manera logramos evitar la construcción y gastos
que generaría la utilización de vigas de madera laminada
que tendríamos que encargar fuera de la región.
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
2.2.- Puertas, Marcos de puertas y postigos.
Consideramos adaptar puertas y marcos reutilizados de la
demolición de casas antiguas, ya que es muy fácil de
conseguir y con un costo muy por debajo a los productos
nuevos.
Además con esta idea obtendremos materiales de Roble
que tienen una mayor duración en el tiempo y un menor
consto de mantención.
2.3.- Reutilización de Ventanas y ventanales.
Reciclaje de casas coloniales
2.4.- Reutilización de Moldajes de Tapiales:
Se reutilizarán los moldajes al interior del muro tapial sin
tener la necesidad de dar una mayor terminación interior al
muro, y además consideramos mejorar con esto su
capacidad de aislación revistiendo el muro.
2.5.- Reutilización de Tejas coloniales
Las tejas que generalmente se quiebran en toda
demolición se consideran reciclar para el diseño de el
espacio común del conjunto de viviendas, disminuyendo
con ello a su vez gastos en consumo y mantención de
áreas verdes.
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ESTRATEGIAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES
3.- MATERIAL RECICLADO 20%
3.1.- Los muros Tapiales los consideramos híbridos ya que
incorporaremos a su masa un % de papel de diario molido
reciclado para mejorar sus propiedades térmicas.
3.2.- Muebles y revestimientos interiores, basureros en
espacios público:
Consideramos el fomento en la utilización de la plancha T-
Pack(a base de cajas de tetra pack) para revestimientos
especiales al interior de la vivienda, combinando su textura
con el revestimiento de moldaje en muros tapiales.
Del mismo modo y debido a sus propiedades
impermeables al contener polietileno, se utilizarán en la
confección de muebles de cocina. Utilizaremos basureros
en espacios comunes construídos a base de planchas de
T-Plack.
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CONCLUSIONES
Si bien las estrategias de diseño fueron preponderantes
dentro de las propuestas, nuestro estudio nos llevo a
conceptos más básicos y elementales a considerar, quizás
una mirada al pasado y a la reutilización de estrategias
vernáculas, materiales, espacios y conceptos que se han
venido utilizando por años adaptándose al clima de la zona
central.
Descubrimos en estas estrategias y materiales falencias
que nos propusimos mejorar mezclando diferentes
estrategias que se complementaran.
Nada de lo anterior tendría mayor sentido sino hubiésemos
considerado desde un inicio, utilizar recursos materiales
del lugar y el reciclaje de otros que formaron parte de
nuestro estudio de viviendas intrínsecas del lugar que han
ido perdiendo su espacio en post del desarrollo económico
local.
Consideramos también el esfuerzo de diseñar una
estructura de cubierta que nos resultara además de
sustentable, que tuviese la capacidad de contener en su
exterior un techo verde y de este modo devolver a su vez
el área verde restada del terreno para el emplazamiento
de nuestro conjunto de viviendas.
Además del uso de materiales reciclados, se propuso
como principal idea, el hecho de tener un patio de verano y
otro de invierno.
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El primero se genera al sur, espacio totalmente sombrío y
fresco gracias a la humedad del césped. Y el segundo
patio será el que se aproveche en la temperada de frio,
donde se necesita mayor calor, el que será entregado por
la energía solar.
La forma de la vivienda responde a una más compacta, la
cual tiene menor superficie en contacto con el exterior,
evitando de este modo mayores pérdidas, y provocando
una eficiencia energética.
Patio sur - verano